一种智能化矿山切石机及矿山开采方法与流程

1.本发明涉及一种矿山开采机械领域，尤其是指一种智能化矿山切石机及矿山开采方法。


背景技术：

2.矿山的开采是利用矿山切石机切割矿山形成可移动的石材；目前在矿山开采时，需要先将矿山表面清理平整，再铺设轨道，然后通过行走机构运载切石机于矿山表面上，启动切石机切割矿山；其中矿山表面要完全清理平整的可能性很低，因此，在铺设轨道时要利用垫块将轨道铺设平整；但是，在行走机构行走切割过程中，切石机工作产生很大的振动力，轨道和垫块会出现松动移位，轨道就会出现倾斜、偏差，无法始终保持轨道呈水平状态，用于支撑切石机的行走机构在行走中容易发生倾斜或晃动，带动切石机上的切割刀具会产生倾斜或晃动；该切割刀具的切割路线就会偏移，造成切割缝隙大、切割面不平整，影响石材切割的平稳性及切割品质，同时还会损坏到切割刀具，切割刀具的使用寿命减短，且矿山开采效率低。
3.有鉴于此，本发明人针对上述矿山切石机结构设计和矿山开采方法上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本案。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种智能化矿山切石机及矿山开采方法，可调整行走机构的底板的四个端角，保持底板的四个端角位于同一水平面上，使得切割刀具始终保持垂直切割，切割路线不会发生偏移，切割缝隙小，切割面平整；克服现有行走机构在行走过程中出现倾斜或晃动而影响石材切割的平稳性及切割品质；同时可提高切割刀具的使用寿命和矿山开采效率。
5.为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
6.一种智能化矿山切石机，包括有切石机本体和运载切石机本体于矿山表面上移动切割石材的行走机构，所述行走机构具有底板、四活动设置于底板的四个端角的行走轮组及调整底板的四个端角位置的平衡调整机构；所述行走轮组于轨道或矿山表面行走并支撑底板悬空于矿山表面上方，所述平衡调整机构调整底板的四个端角和对应的行走轮组之间的位置关系，保持底板的四个端角位于同一水平面上；所述切石机本体的切割刀具的转动主轴与所述底板平行设置。
7.所述平衡调整机构对应底板的四个端角设置有四平衡油缸，所述平衡油缸的油缸座固定于行走轮组上，所述平衡油缸的活塞杆的端部固定于底板上，所述行走轮组通过所述平衡油缸活动设置于底板上，所述平衡油缸驱动活塞杆伸出或缩回带动底板的对应端角下降或上升，调整底板四个端角和对应的行走轮组之间的位置关系，保持底板始终处于水平状态。
8.所述平衡油缸的活塞杆和底板之间通过万向接头连接。
9.所述活塞杆的末端设置有一缩颈段，所述万向接头具有套设于缩颈段的球头部、锁设于缩颈段且防止球头部脱出缩颈段的锁固螺母、及锁固于底板上的法兰关节轴承；所述法兰关节轴承的四个端角通过螺丝锁固于底板上，中心开设有供球头部转动枢接的球面凹槽环和供锁固螺母组装的让位孔。
10.所述底板的四个端角上方活动设置有支撑座，所述行走轮组设置于支撑座上；每一所述支撑座一侧延伸设置有支撑块，所述平衡油缸的油缸座固定于所述支撑块的顶面上；且所述支撑块设置有供活塞杆穿过的穿孔，所述活塞杆穿过穿孔固定于底板上。
11.每一所述支撑座上设置有至少两个导向孔，所述底板对应每一导向孔设置有穿设于导向孔内的导向杆。
12.所述底板在四个端角设置有感应四个端角位置的位置感应器，所述位置感应器和平衡调整机构连接。
13.所述行走轮组为于轨道上滚动行走的行走轮或于矿山表面行走的行走履带。
14.所述智能化矿山切石机设置有智能系统，所述智能系统包括有控制模块、与控制模块连接的限位系统、电子导向系统、自动切割系统、实时监测系统和远程控制系统；所述限位系统限制切石机行走到位时，及时把信息反馈至控制系统，并及时制动，防止发生意外事故；所述电子导向系统限制切石机行走方向始终处于设定好的切割路线上；所述自动切割系统控制切石机的每次下刀量、切割转速和行走速度；所述实时监测系统记录切石机的运行情况，同时形成报表，及时处理故障，并把相关数据及时发送到客户端；所述远程控制系统接收实时监测系统的数据，并根据接收数据远程控制切石机的工作。
15.一种矿山开采方法，其具有以下步骤：
16.s1、设定切割路线；
17.s2、行走机构运载切石机本体于切割路线上，所述切石机本体的切割刀具的转动主轴与所述行走机构的底板平行设置；
18.s3、根据切割路线具体情况调整行走机构的底板的四个端角和行走轮组之间的位置关系，使得底板的四个端角处于水平状态；
19.s4、行走机构运载切石机本体沿切割路线行走，且切石机本体启动转动主轴带动切割刀具转动并垂直切割石材。
20.所述行走机构上设置有平衡调整机构，所述平衡调整机构对应四支撑座设置有四平衡油缸，所述平衡油缸的油缸座固定于支撑座上，所述平衡油缸的活塞杆的端部固定于底板上，所述支撑座通过所述平衡油缸活动设置于底板上；在步骤s3中，所述平衡油缸驱动活塞杆伸出或缩回带动底板的对应端角下降或上升，调整底板四个端角和对应的行走轮组之间的位置关系，保持底板始终处于水平状态。
21.所述底板在四个端角设置有感应四个端角位置的位置感应器，所述位置感应器和平衡调整机构连接；在切石机行走切割过程中，位置感应器将感应底板的四个端角位置传送给平衡调整机构，自动调节底板的四个端角使得四个端角位于同一水平面上。
22.所述平衡油缸的活塞杆和底板之间通过万向接头连接，平衡油缸万向调整底板的四个端角。
23.所述切石机设置有智能系统，所述智能系统包括有控制模块、与控制模块连接的限位系统、电子导向系统、自动切割系统、实时监测系统和远程控制系统；所述限位系统限
制切石机行走到位时，及时把信息反馈至控制系统，并及时制动，防止发生意外事故；所述电子导向系统限制切石机行走方向始终处于设定好的切割路线上；所述自动切割系统控制切石机的每次下刀量、切割转速和行走速度；所述实时监测系统记录切石机的运行情况，同时形成报表，及时处理故障，并把相关数据及时发送到客户端；所述远程控制系统接收实时监测系统的数据，并根据接收数据远程控制切石机的工作。
24.步骤s1设定切割路线具有以下步骤，a、平整清理矿山表面；b、在矿山表面沿设定切割路线铺设轨道，行走机构的行走轮组为于轨道上行走的行走轮；或者矿山表面不铺设轨道，行走机构的行走轮组为于矿山表面行走的行走履带。
25.采用上述结构后，本发明一种智能化矿山切石机及矿山开采方法，在行走切割过程中，行走轮组受到轨道或矿山表面不平造成行走轮组倾斜或晃动，平衡调整机构可调整行走机构的底板的四个端角，即调整底板的四个端角和对应的行走轮组之间的位置关系，保持底板的四个端角位于同一水平面上，而切割刀具的转动主轴与底板平行，使得切割刀具始终保持垂直切割，切割路线不会发生偏移，切割缝隙小，切割面平整；克服现有行走机构在行走过程中出现倾斜或晃动而影响石材切割的平稳性及切割品质；同时可提高切割刀具的使用寿命和矿山开采效率。
附图说明
26.图1为本发明一种智能化矿山切石机的结构示意图；
27.图2为本发明智能化矿山切石机的行走机构的结构示意图；
28.图3为本发明智能化矿山切石机的行走机构的正视示意图；
29.图4为本发明智能化矿山切石机的行走机构的剖视示意图；
30.图5为本发明智能化矿山切石机的平衡油缸的结构示意图；
31.图6为本发明智能化矿山切石机的平衡油缸的分解示意图；
32.图7为本发明智能化矿山切石机的平衡油缸的剖视示意图；
33.图8为本发明智能化矿山切石机的移位油缸的结构示意图；
34.图9为本发明另一种智能化矿山切石机的结构示意图；
35.图10为本发明另一种智能化矿山切石机的行走机构的结构示意图；
36.图11为本发明另一种智能化矿山切石机的行走机构的正视示意图。
37.符号说明
38.切石机本体1
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行走机构2
39.底板21
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端角211
40.支撑座22
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行走轮组23
41.平衡油缸24
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油缸座241
42.活塞杆242
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万向接头25
43.缩颈段243
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球头部251
44.锁固螺母252
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法兰关节轴承253
45.球面凹槽环2531
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让位孔2532
46.导向孔221
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导向杆212
47.支撑块222
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立柱12
48.行走轮231
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行走履带232
49.移位油缸26
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抵顶块261
50.抵顶槽262。
具体实施方式
51.为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
52.请参阅图1至图11，本发明揭示了一种智能化矿山切石机，其包括有切石机本体1和运载切石机本体1于矿山表面上移动切割石材的行走机构2，所述行走机构2具有底板21、四活动设置于底板21的四个端角211的行走轮组23及调整底板21的四个端角211位置的平衡调整机构；所述行走轮组23于轨道或矿山表面行走并支撑底板21悬空于矿山表面上方，所述平衡调整机构调整底板21的四个端角211和对应的行走轮组23之间的位置关系，保持底板21的四个端角211位于同一水平面上；所述切石机本体1的切割刀具的转动主轴11与所述底板21平行设置。
53.本发明智能化矿山切石机在行走切割过程中，行走轮组23受到轨道或矿山表面不平造成行走轮组倾斜或晃动，平衡调整机构可调整行走机构2的底板21的四个端角211，即调整底板21的四个端角211和对应的行走轮组23之间的位置关系(本发明行走轮组随着轨道或矿山表面不平而起伏倾斜，所述底板21的四个端角211相对行走轮组23反向运动，即行走轮组23向上位移，对应的端角211就向下位移，两者位移进行相互抵消)，保持底板21的四个端角211位于同一水平面上，而切割刀具的转动主轴11与底板21平行，使得切割刀具始终保持垂直切割，切割路线不会发生偏移，切割缝隙小，切割面平整；克服现有行走机构在行走过程中出现倾斜或晃动而影响石材切割的平稳性及切割品质；同时可提高切割刀具的使用寿命和矿山开采效率。
54.本发明的所述平衡调整机构对应底板21的四个端角211设置有四平衡油缸24，所述平衡油缸24的油缸座241固定于行走轮组23上，所述平衡油缸24的活塞杆242的端部固定于底板21上，所述行走轮组23通过所述平衡油缸24活动设置于底板21上，所述平衡油缸24驱动活塞杆242伸出或缩回带动底板21的对应端角211下降或上升，调整底板21四个端角211和对应的行走轮组23之间的位置关系，保持底板21始终处于水平状态；当行走机构2行走过程中，行走轮组23于轨道上滚动行走，当由于轨道不平而引起底板21的端角211的行走轮组23位置发生位移时，就可以驱动底板21的四个端角211的平衡油缸24，平衡油缸24的活塞杆242伸出或缩回以调整底板21的该端角211位置下降或上升，保持底板21的四个端角211位于同一水平面上；且所述切石机本体1的切割刀具的转动主轴11与所述底板21平行设置，当底板21处于一水平面上时，转动主轴11所位于的平面平行于底板21所位于的水平面，使得切割刀具始终保持垂直切割，切割路线不会发生偏移，切割缝隙小，切割面平整；克服现有行走机构在行走过程中出现倾斜或晃动而影响石材切割的平稳性及切割品质。
55.本发明的所述活塞杆242和底板21之间通过万向接头25连接；所述底板21的端角211不仅可上下调整，而且可倾斜调整，调整范围广、调整更灵活，使得平衡油缸24方便灵活调整底板21的四个端角211位于同一水平面上；切割刀具切割矿山更精准、更平稳。
56.本发明的所述活塞杆242的末端设置有一缩颈段243，所述万向接头25具有套设于
缩颈段243的球头部251、锁设于缩颈段243且防止球头部251脱出缩颈段243的锁固螺母252、及锁固于底板21上的法兰关节轴承253；所述法兰关节轴承253的四个端角通过螺丝锁固于底板21上，中心开设有供球头部251转动枢接的球面凹槽环2531和供锁固螺母252组装的让位孔2532；所述球面凹槽环2531和让位孔2532呈阶梯状，且所述球面凹槽环2531的直径小于所述让位孔2532的直径；所述让位孔2532为向外渐扩的喇叭状孔；所述活塞杆242组装于底板21上时，所述缩颈段243穿设于球面凹槽环2531且凸伸于让位孔2532中，所述球头部251从让位孔2532内紧配合套置在缩颈段243上并与球面环凹槽2531相配合万向转动，所述锁固螺母252从让位孔2532内锁固于缩颈段243，避免球头部251脱出；最后将法兰关节轴承253锁固于底板21上，组装方便且结构牢固。
57.本发明的所述底板21的四个端角211上方活动设置有支撑座22，所述行走轮组23设置于支撑座22上；每一所述支撑座22一侧延伸设置有支撑块222，所述平衡油缸24的油缸座241固定于所述支撑块222的顶面上；且所述支撑块222设置有供活塞杆242穿过的穿孔，所述活塞杆242穿过穿孔固定于底板21上；所述平衡油缸24位于支撑座22一侧，当平衡油缸24的活塞杆242伸出或缩回可带动底板21的该端角211下降或上升，所述支撑座22是随着行走轮组23运动而运动，而平衡油缸24用于调整行走轮组23和底板21之间的位置关系，可限制支撑座22和底板21相对位置，保持底板21始终处于水平状态，切割刀具不会倾斜或晃动，切割平稳、切割质量高且切割效率高。
58.本发明的每一所述支撑座22上设置有至少两个导向孔221，所述底板21对应每一导向孔221设置有穿设于导向孔221内的导向杆212；所述导向孔221和导向杆212的配合结构可使得支撑座22和底板21活动滑动连接，平衡油缸24在调整底板21的端角211时，平衡油缸24的活塞杆242伸出或缩回可带动底板21的该端角211下降或上升，所述底板21在沿导向孔221和导向杆212滑动配合方向上上下运动，调整行走轮组23和底板21之间的位置关系，可限制支撑座22和底板21相对位置，保持底板21始终处于水平状态，切割刀具不会倾斜或晃动，切割平稳、切割质量高且切割效率高。
59.本发明的所述底板21所位于的水平面低于所述行走轮组23的转轴的轴线所位于的水平面；且所述行走轮组23于轨道上行走并支撑底板21悬空于矿山表面上方，所述轨道将行走轮组23架设于矿山表面上方且高于底板21，所述底板21所位于的水平面到所述转轴所位于水平面之间的间距为底板21上下可调整间距，调整范围大且更灵活；可解决了现有底板和转轴的轴线位于同一水平面上且底板和行走轮组不能调整和没有空间调整的问题，使得底板21始终处于水平状态，切割刀具不会倾斜或晃动，切割平稳、切割质量高且切割效率高。
60.本发明的所述底板21在四个端角211设置有感应四个端角211位置的位置感应器，所述位置感应器和平衡调整机构连接；在切石机本体1行走切割过程中，位置感应器将感应底板21的四个端角211位置传送给平衡调整机构，平衡油缸24根据接收位置感应器传送的信息后，可自动调节底板21的四个端角211使得四个端角211位于同一水平面上；在切石机本体1切割过程中，底板21始终处于水平状态，切割刀具不会倾斜或晃动，切割平稳、切割质量高且切割效率高。
61.本发明的所述切石机本体1设置有四个支撑切石机本体1于底板21上的立柱12，且所述立柱12和所述平衡油缸24平行设置，保证切石机本体1直立支撑固定于底板21上；所述
切石机本体1具有切割刀具和驱动切割刀具转动切割的刀具驱动电机，所述切割刀具具有与刀具驱动电机连接的转动主轴11；所述切石机本体1在相对两侧分别设置有切割刀具和刀具驱动机构，可同时使用两个切割刀具进行切割，提高切割效率。
62.本发明的所述行走轮组23为于轨道上滚动行走的行走轮231(详见图1至图7)或于矿山表面行走的行走履带232，所述行走履带232两端的转轴设置于底板同一侧的两支撑座22上(详见图9至图11)。
63.本发明的所述支撑块22上还设置有移位油缸26(详见图8)，所述移位油缸26的油缸座固定于支撑块221上，所述移位油缸26的活塞杆穿过支撑块221悬空于底板21外侧，所述移位油缸26驱动活塞杆下降抵顶于轨道上，将行走轮组23架空于轨道上，在不同方向行走轮下方设置轨道用于更换轨道行走；所述移位油缸26驱动活塞杆上升悬空于轨道上方，行走轮组23支撑于轨道上滚动行走；方便行走机构更换轨道行走，切石机本体移动更方便；所述移位油缸26的活塞杆设置有抵顶轨道的抵顶块261，所述抵顶块261的底面设置有抵顶轨道上的抵顶槽262；在更换轨道行走时，所述移位油缸26可牢固抵顶于轨道上，便于更换轨道行走。
64.本发明的所述智能化矿山切石机设置有智能系统，所述智能系统包括有控制模块、与控制模块连接的限位系统、电子导向系统、自动切割系统、实时监测系统和远程控制系统；且所述位置感应器和平衡油缸通过控制模块连接，所述位置感应器传递信息至控制模块，所述控制模块控制平衡油缸调整底板的端角；所述限位系统限制切石机行走到位时，及时把信息反馈至控制系统，并及时制动，防止发生意外事故；所述电子导向系统限制切石机行走方向始终处于设定好的切割路线上；所述自动切割系统控制切石机的每次下刀量、切割转速和行走速度；所述实时监测系统记录切石机的运行情况，同时形成报表，及时处理故障，并把相关数据及时发送到客户端；所述远程控制系统接收实时监测系统的数据，并根据接收数据远程控制切石机的工作。
65.本发明还揭示了一种矿山开采方法，其具有以下步骤：
66.s1、设定切割路线；
67.s2、行走机构2运载切石机本体1于切割路线上，所述切石机本体1的切割刀具的转动主轴11与所述行走机构2的底板21平行设置；
68.s3、根据切割路线具体情况调整行走机构2的底板21的四个端角211和行走轮组23之间的位置关系，使得底板21的四个端角211处于水平状态；
69.s4、行走机构2运载切石机本体1沿切割路线行走，且切石机本体1启动转动主轴11带动切割刀具转动并垂直切割石材。
70.本发明矿山开采方法中切石机本体1支撑固定在行走机构2上，行走机构运载切石机本体1于轨道或矿山表面行走切割石材，当行走机构的行走轮组23受到轨道或矿山表面不平造成行走轮组倾斜或晃动，可调整行走机构2的底板21的四个端角211，即调整底板21的四个端角211和对应的行走轮组23之间的位置关系(本发明行走轮组随着轨道或矿山表面不平而起伏倾斜，所述底板21的四个端角211相对行走轮组23反向运动，即行走轮组23向上位移，对应的端角211就向下位移，两者位移进行相互抵消)，保持底板21的四个端角211位于同一水平面上，而切割刀具的转动主轴11与底板21平行，使得切割刀具始终保持垂直切割，切割路线不会发生偏移，切割缝隙小，切割面平整；克服现有行走机构在行走过程中
出现倾斜或晃动而影响石材切割的平稳性及切割品质；同时可提高切割刀具的使用寿命和矿山开采效率。
71.本发明的所述行走机构2上设置有平衡调整机构，所述平衡调整机构对应四支撑座22设置有四平衡油缸24，所述平衡油缸24的油缸座241固定于支撑座22上，所述平衡油缸24的活塞杆242的端部固定于底板21上，所述支撑座22通过所述平衡油缸24活动设置于底板21上；在步骤s3中，所述平衡油缸24驱动活塞杆242伸出或缩回带动底板21的对应端角211下降或上升，调整底板21四个端角211和对应的行走轮组23之间的位置关系，保持底板21始终处于水平状态，进而使得切割刀具保持垂直沿切割路线切割石材，提高石材切割的平稳性及切割品质。
72.本发明的所述底板21在四个端角211设置有感应四个端角211位置的位置感应器，所述位置感应器和平衡调整机构连接；在切石机本体1行走切割过程中，位置感应器将感应底板21的四个端角211位置传送给平衡调整机构，自动调节底板21的四个端角211使得四个端角211位于同一水平面上；在切石机本体1切割过程中，底板21始终处于水平状态，切割刀具不会倾斜或晃动，切割平稳、切割质量高且切割效率高。
73.本发明的所述活塞杆242和底板21之间通过万向接头25连接；所述底板21的端角211不仅可上下调整，而且可倾斜调整，调整范围广、调整更灵活，使得平衡油缸24方便灵活调整底板21的四个端角211位于同一水平面上；切割刀具切割矿山更精准、更平稳。
74.本发明的所述活塞杆242的末端设置有一缩颈段243，所述万向接头25具有套设于缩颈段243的球头部251、锁设于缩颈段243且防止球头部251脱出缩颈段243的锁固螺母252、及锁固于底板21上的法兰关节轴承253；所述法兰关节轴承253的四个端角通过螺丝锁固于底板21上，中心开设有供球头部251转动枢接的球面凹槽环2531和供锁固螺母252组装的让位孔2532；所述球面凹槽环2531和让位孔2532呈阶梯状，且所述球面凹槽环2531的直径小于所述让位孔2532的直径；所述让位孔2532为向外渐扩的喇叭状孔；所述活塞杆242组装于底板21上时，所述缩颈段243穿设于球面凹槽环2531且凸伸于让位孔2532中，所述球头部251从让位孔2532内紧配合套置在缩颈段243上并与球面环凹槽2531相配合万向转动，所述锁固螺母252从让位孔2532内锁固于缩颈段243，避免球头部251脱出；最后将法兰关节轴承253锁固于底板21上，组装方便且结构牢固。
75.本发明的所述切石机设置有智能系统，所述智能系统包括有控制模块、与控制模块连接的限位系统、电子导向系统、自动切割系统、实时监测系统和远程控制系统；且所述位置感应器和平衡油缸通过控制模块连接，所述位置感应器传递信息至控制模块，所述控制模块控制平衡油缸调整底板的端角；所述限位系统限制切石机行走到位时，及时把信息反馈至控制系统，并及时制动，防止发生意外事故；所述电子导向系统限制切石机行走方向始终处于设定好的切割路线上；所述自动切割系统控制切石机的每次下刀量、切割转速和行走速度；所述实时监测系统记录切石机的运行情况，同时形成报表，及时处理故障，并把相关数据及时发送到客户端；所述远程控制系统接收实时监测系统的数据，并根据接收数据远程控制切石机的工作。
76.本发明的步骤s1设定切割路线具有以下步骤，a、平整清理矿山表面；b、在矿山表面沿设定切割路线铺设轨道，行走机构的行走轮组为于轨道上行走的行走轮；所述行走轮和轨道配合可使得行走机构移动更方便，进而运载切石机本体切割石材；或者矿山表面不
铺设轨道，行走机构的行走轮组为于矿山表面行走的行走履带；前期矿山表面平整清理时需要清理较为平整，耗时会比较多一些，但是可节省铺设轨道工序，且全程无轨道部件设置，基本是零耗材，开采成本降低。
77.本发明的所述切石机本体1在相对两侧分别设置有切割刀具和刀具驱动机构，可同时使用两个切割刀具进行切割，提高切割效率。
78.上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。